Stella Consensus Protocol

2021. 7. 1. 15:43
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혹은, FBA(Federated Byzantine Agreement)
  1. 기본 개념
    리플 제작자 Jed McCaleb이 리플랩스를 떠난 뒤 새로 만든 채굴과정없는 스텔라만의 합의 알고리즘
    금융기관들과 지불 시스템이 쉽고, 안전하고 효율적으로 돈을 이동시킬 수 있도록 도와주는 플랫폼으로 리플의 코드 베이스를 포크하여 개발 후 자체 합의 매커니즘을 개발
    합의 과정 속에서 연합 혹은 연합을 이루는 독립적 노드 당 정확히 1표를 부여하여 자신이 누구를 신뢰할지 직접 선택하고 이로부터 형성된 신뢰망을 통해 합의에 도달하는 방식
    Quorum Slice 각 노드들이 믿기로 한 노드들 + 자기 자신
    Quorum 결정되어 결코 변할 수 없는 합의에 이른 Quorom Slice들의 집합
    신뢰 노드 : 신뢰도를 기반으로 티어를 정의함. 네트워크 내에서 노드들이 신뢰를 얻어 인정받는 노드들이 탑 티어로 존재하고 다른 네트워크와 노드들이 이 노드들의 표면화된 슬롯 업데이트를 결정

  2. 특징
    작업증명은 Hash 연산량이 가장 큰 참가자들을 신뢰하고, 지분증명은 지분이 가장 큰 참가자들을 신뢰한다면, FBA는 자신이 신뢰할 수 있는 참가자들을 자유롭게 선택할 수 있다(말은 자유긴한데 사실상 자유로운 선택이 될지는 의문) 누구나 참여할 수 있도록 분산화된 방식으로 Byzantine Agreement를 구현한 것
    즉, 투표들을 보고 판단하게 함으로써, 전체 네트워크의 합의를 이루게 함. 각 티어 계층의 노드들은 자신의 티어, 상위 티어를 참고할 수 있음.
    예를 들어 대구은행과 부산은행을 신뢰하기로 선택하면서, 두 은행이 자기들 마음대로 짜고 칠 수 있는 위험을 막기 위해 내 신뢰망에 금융감독원을 넣을 수 있다. 애초에 금융기관들과의 지불 시스템을 안정적으로 연결하기 위해 나온 프로토콜이므로 은행들이 미리 구축해놓은 사회적 신뢰를 그대로 가져올 수 있다.

  3. 합의 과정
    스텔라에서 각각 참가자들은 자신의 Quorum Slice만을 신경쓴다. Quorum Slice의 모든 참가자가 합의에 이른 경우 참가자 자신도 같은 결론에 도달하게 된다. 참가자들의 Quorum Slice에 의해 Quorum이 형성되는데 여러 라운드의 투표를 통해 특정 메시지에 대한 합의에 이르게 된다.
    Quorum 자체가 합의를 독립적으로 이루기에 여러개의 Quorum이 생기면 네트워크 내에 다양한 합의가 발생하여 하나의 합의를 이루지 못하고 포크가 생길 수도 있다. 중재를 위해 Quorum 사이에 교집합이 되는 노드가 필요한데 이 교집합에 해당되는 노드는 하위 티어 노드 간의 합의에 영향을 미치기에 지속적인 감시가 필요하다.
    Quorum Balancing(Quorum Re-shuffle) 은 Quorum Slice 내 검증자들을 주기적으로 자동 재배치하고, 각 Quorum Slice 경계에는 지분이 높은 검증자를 배치하여 서로 연결되도록 하는 중요한 역할을 한다. 이는 모든 사람들이 검증자로 쉽게 참여할 수 있도록 도와주는 기술로 진정한 탈 중앙화 플랫폼 구현은 물론 안정성과 투명성 확보. 노드들은 누구를 신뢰해야하고 신뢰가 어떻게 생성되는지에 대해 걱정할 필요가 없어진다.
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  4. 장점
    • 거래처리가 빠르다 (약 5초)
    • 네트워크를 통한 단순 메시지 전달이기 떄문에 연산력 및 에너지 소모가 적다
    • 자원의 소유와 검증을 분리함을써 다양한 형태의 신뢰 형성망 구축
  5. 단점
    • 높은 수준의 신뢰를 가진 참가자가 필요
    • 참가자간 신뢰를 바탕으로 하기 떄문에 확장성에 의문
    • 공격비용 및 신뢰를 수치화하기 힘들다
    • 일반 참가자가 검증에 참여하기 힘들어 중앙화의 우려가 있다
    • 신뢰 선택을 통해 카르텔을 형성하여 네트워크를 의도대로 움직일 가능성이 있다
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